柚子快報邀請碼778899分享：微服務(wù) 分布式ID之雪花算法

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1. Seata對雪花算法生成ID的改良

滑動驗證頁面? （含代碼&講解） Seata基于改良版雪花算法的分布式UUID生成器分析：時間戳和節(jié)點ID位置進行了調(diào)換。官網(wǎng)：Seata基于改良版雪花算法的分布式UUID生成器分析 | Apache Seata關(guān)于新版雪花算法的答疑 | Apache Seata Seata內(nèi)置分布式ID的代碼位置：io.seata.common.util.IdWorker，可以直接使用； com.baomidou.mybatisplus.core.toolkit.IdWorker也有ID生成器。

2. 雪花算法原理

雪花算法（Snowflake Algorithm）是一種生成全局唯一ID的分布式算法，由Twitter公司開發(fā)。它的主要思想是將時間戳、工作節(jié)點標(biāo)識和序列號組合成一個64位的整數(shù)，結(jié)構(gòu)如下：

未使用位（1位）：最高位未使用，保持為0，因為二進制中最高位為1表示負(fù)數(shù)，而雪花算法生成的ID是正數(shù)。時間戳（41位）：接下來的41位表示毫秒級的時間戳，能夠表示大約69年的毫秒數(shù)。數(shù)據(jù)中心和工作機器ID位（10位）：接下來的5位表示數(shù)據(jù)中心ID，接下來的5位表示工作機器ID，合計10位，可以表示最多32個數(shù)據(jù)中心，每個數(shù)據(jù)中心最多32臺工作機器，共1024臺機器。序列號位（12位）：最后的12位表示同一毫秒內(nèi)產(chǎn)生的不同ID，能夠表示的最大數(shù)量為4096。

雪花算法的工作流程大致如下：

獲取時間戳：生成或獲取當(dāng)前時間的毫秒級時間戳。機器ID配置：每臺機器配置唯一的機器ID。序列號管理：在同一毫秒內(nèi)，使用計數(shù)器或其他方式生成序列號，確保不超過12位的限制。組合生成ID：將時間戳、機器ID和序列號按照指定的順序組合起來，生成一個64位的長整型ID。

雪花算法能夠在分布式系統(tǒng)中保證ID的唯一性和有序性，廣泛用于如數(shù)據(jù)庫主鍵、分布式系統(tǒng)中生成唯一標(biāo)識等場景。

2.1 雪花算法中的工作節(jié)點標(biāo)識如何分配？

在雪花算法中，工作節(jié)點標(biāo)識通常被分為兩部分：數(shù)據(jù)中心ID和工作節(jié)點ID，它們都是為了確保在全球范圍內(nèi)的分布式環(huán)境中能夠生成全局唯一的ID。以下是分配方法：

確定數(shù)據(jù)中心數(shù)量：首先，你需要知道你的系統(tǒng)中有多少個數(shù)據(jù)中心或者機房。這些數(shù)據(jù)中心會被分配到5位的二進制編碼中。 分配數(shù)據(jù)中心ID：給每個數(shù)據(jù)中心分配一個唯一的ID，這個ID需要在0到(2^5)-1之間，即0到31。例如，第一個數(shù)據(jù)中心可以分配0，第二個分配1，以此類推。 確定工作節(jié)點數(shù)量：在每個數(shù)據(jù)中心內(nèi)，你可以有多個工作節(jié)點或服務(wù)器。同樣，這些節(jié)點也需要唯一的ID。給每個工作節(jié)點分配一個5位的二進制編碼，在0到(2^5)-1之間，但是要確保每個數(shù)據(jù)中心內(nèi)的ID不能重復(fù)。 組合數(shù)據(jù)中心ID和工作節(jié)點ID：將數(shù)據(jù)中心ID和工作節(jié)點ID拼接起來，形成一個10位的二進制數(shù)字，這就是工作節(jié)點標(biāo)識。 轉(zhuǎn)換為十進制：如果需要，可以將這個二進制數(shù)字轉(zhuǎn)換為十進制以便于人類閱讀和理解。

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2.2 雪花算法生成的ID一共多少位？

雪花算法生成的ID總共有64位，這64位由以下幾個部分組成：

1位符號位：用于表示時間戳是正還是負(fù)，一般始終為0，表示正數(shù)。41位時間戳：精確到毫秒的時間戳，可以使用約69年（因為2^41 / (1000 * 60 * 60 * 24 * 365) ≈ 69）。10位工作節(jié)點ID：包括5位的數(shù)據(jù)中心ID和5位的工作節(jié)點ID，總共可以支持32個數(shù)據(jù)中心，每個數(shù)據(jù)中心最多有32個工作節(jié)點。12位序列號：在一個毫秒內(nèi)，同一工作節(jié)點可以生成的最大序列號，可以支持每個節(jié)點每毫秒生成4096個ID。

2.3 雪花算法能支持多少個不同的數(shù)據(jù)中心？

雪花算法中支持的數(shù)據(jù)中心數(shù)量是2的5次方，即32個。

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